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华燕应用表贴生产线让电路板焊接“跑”起来

中国航空报讯:日前,航空工业华燕对2017年度技术攻关项目进行了评选表彰,“表贴生产线的推广应用”项目获得表彰奖励。该项目缩短了产品电路板焊接的单位时间,节省了人工成本,在多种产品的电路板制造中显示出了卓越的应用价值。

表贴即表面安装技术,简称SMT,是由混合集成电路技术发展而来的新一代电子装联技术。基于其拥有的元器件安装密度高、高可靠性、强抗震性和能够有效减少电磁和射频干扰以及易实现自动化、生产效率高等优点,如今越来越多地被应用到军品生产中。

华燕的各型产品电路板长期以来一直采用手工焊接方式完成,存在人为因素影响大、质量波动大、生产效率低等问题,并且随着各型电路板上体积越来越小的贴片电阻、电容、各型复杂集成电路、器件、芯片的大量使用,元器件密集程度加大,装焊难度变大,手工焊接方式在接性及可靠性等方面越来越难以满足产品的设计要求,难以满足批量化、产业化的生产需求。

近年来,华燕引进了自动表贴生产技术,依据已配置到位的表贴设备,开展电路板半自动贴装、焊接工艺研究与应用。虽然半自动化表贴生产线已建成,但在印制板的设计、工艺方法的掌握、生产组织等方面还存在问题,该条生产线一直未能发挥全部功能。因此,技术攻关势在必行。

华燕公司为此组织了攻关团队,经过详细摸排分析,查找出了影响生产线功能正常发挥的若干因素,比如现行设计的印制板没有考虑到表贴设备的使用要求、元器件未按要求编带、回流焊机参数的正确性等。

为保证表贴焊接生产线运行顺畅,需要从每一台设备、每一个工艺步骤、结果判定等全方位考虑,找出适用于当前生产现状的工艺方法和生产模式。为此,他们从多方面开展了技术攻关。

在电路板设计方面,根据表贴设备的相关参数及要求,规定了用于自动贴焊设备的印制板设计通用要求,同时明确已投入生产的老产品印制板若使用表贴设备生产的,在制作印制板时,需增加制作Mark点的要求,如果印制板为异形板或者元器件靠近印制板边缘则还需增加工艺边。

在元器件编带方面,强调放置元器件的载带规格大小要合适,既要保证元器件在其内取放自如,又要保证元器件不会出现上下翻转、旋转移位等问题;编带时仔细核对元器件,禁止混料现象发生。攻关人员通过对照编好的料带状态,不断摸索、调整编带机参数,并经装贴片机试用,最终编出了符合要求的料带。

对回流焊接参数进行精确设定。针对常用的不同类型的焊膏设置了若干条焊接温度控制曲线,每条温度控制曲线分为20小段,进行精准化控制,正确选择焊锡膏对应的温度曲线范围,同时结合有关标准、通用工艺规范以及元器件厂家手册中对于元器件的焊接要求及耐温要求,对温度曲线进行了微量调整,最终确定了温度曲线。经检查,采用此方法设定回流焊接参数后,电路板上焊点质量符合电路板电装工艺要求。

为了验证以上技术措施的效果,攻关人员采用贴片机对某电路板试验件上贴片电容、电容、运放等21项162个元器件进行了贴装试验,通过对试验板检查,程序编制正确,运行正常,贴装快捷、高效,准确率达100%,符合产品图样要求。他们又采用丝印台印刷焊膏贴片机贴装回流焊机焊接的整套工艺流程进行贴装、焊接试验,电路板外观及焊点符合《电路板电装工艺》要求。将此电路板按某产品电路板、某系统等产品相关工艺进行了调试和试验,所有试验过程均无异常,各项性能指标合格。生产分厂按以上技术措施分4个批次进行了半自动贴装、焊接的小批试生产,经检验及测试,贴装准确率高,焊接质量、外观质量均符合电路板电装工艺要求,调试过程中电路板未出现质量问题,各项性能指标均满足产品技术要求,攻关取得成功。

表贴生产线技术攻关,提高了电路板批量生产的效率,降低了工人劳动强度。以70套某电路板生产为例,按每天工作8小时计算,人工焊接方式需要5人10天连续不断地焊接才能完成,且焊接时需要精神高度集中,劳动强度大。而使用表贴设备生产时,贴装焊接只需4人4天,操作时只需操纵设备及移动电路板即可,贴装正确性及焊接质量均由设备保证。在后期设备操作日益熟练及工艺流程更加完善的情况下,所需时间会进一步缩短。

华燕公司表贴生产线的应用,顺利实现了电路板焊接从“走”到“跑”的升级。